备考策略 来源:湖北高考网 发布时间:2023年08月05日 10:53:22
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1、电解的定义:使电流通过熔融电解质或电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
2、电解原理:直流电通过电解质溶液或熔融电解质时,离子定向移动,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应,将电能转化为化学能而储存在反应产物中。
3、电解池
(1)定义:电解池是将电能转化为化学能的装置。其中,与电源负极相连的电极是电解池的阴极,与电源正极相连的电极是电解池的阳极。
(2)电解池的构成条件(三电一回路)
①直流电源;
②两个固定电极;
③电解质溶液或熔融状态的电解质;
④形成闭合回路。
(3)电极反应
①阴极:与电源负极相连,聚集大量的负电荷,阳离子得到电子,被还原,发生还原反应。
②阳极:与电源正极相连,聚集大量的正电荷,阴离子或金属原子失去电子,被氧化,发生氧化反应。
(4)电解池中电子、电流方向的分析
①电流方向:电源正极→金属导线→阳极,阴极→金属导线→电源负极。
②电子、离子移动方向:在电解质溶液中,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动;在外电路中,电子由阳极→正极,负极→阴极。
4、电解原理的应用
(1)氯碱工业
习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
原理分析:工业生产中采用立式隔膜电解槽将阴极室与阳极室分开,将经过净化精制的食盐水加入阳极室,在阳极上氯离子(\ceCl−)失去电子生成氯气;在阴极上水分子转化为氢气和氢氧根离子(\ceOH−)。阳离子交换膜允许钠离子(\ceNa+)通过,钠离子进入阴极室与氢氧根离子形成烧碱溶液。这样既能防止阴极产生的\ceH2和阳极产生的\ceCl2相混合而引起爆炸,又能避免\ceCl2和\ceNaOH作用生成\ceNaClO而影响烧碱产量。
(2)电镀
①含义:应用电解的原理,在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
②目的:增强金属的抗腐蚀能力,增加美观度和表面硬度。
③电镀池的构成
阴极:待镀金属。
阳极:镀层金属。
电镀液:含镀层金属阳离子的电解质溶液。
(3)电解精炼铜
阳极反应产物的分析:粗铜中往往含锌、铁、镍、金等多种金属。当含杂质的铜在阳极不断溶解时,位于金属活动性顺序中铜以前的金属杂质如\ceZn、\ceFe、\ceNi等,也会同时失去电子,如\ceZn−\ce2e−\xlongequal[]\ceZn2+、\ceNi−\ce2e−\xlongequal[]\ceNi2+。但是它们的阳离子比铜离子难还原,所以它们并不在阴极获得电子析出,而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的金属如金等杂质,因为失电子能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解,而是以金属单质的形式沉积在电解槽底部,形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金等贵重金属的原料)。
阴极反应产物的分析:电解过程中,\ceCu2+比\ceH+、\ceZn2+、\ceNi2+和\ceFe2+先在阴极放电而析出,\ceZn2+、\ceNi2+、\ceFe2+等离子留在溶液中。
(4)电冶金
①原理:金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中还原出来。
\ce{M^\displaystyle{n}+}+\cene−\xlongequal[]\ceM
②对象:钠、钙、镁、铝等活泼金属。
用电解法精炼含有\ceFe、\ceZn、\ceAg等杂质的粗铜。下列叙述正确的是___
A.电解时以硫酸铜溶液作电解液,精铜作阳极
B.粗铜与电源负极相连,发生氧化反应
C.阴极上发生的反应是\ceCu2++\ce2e−\xlongequal[]\ceCu
D.电解后\ceFe、\ceZn、\ceAg等杂质会形成阳极泥
答案:C
解析:精炼粗铜时,粗铜与电源正极相连,作阳极,发生氧化反应,A、B错误;阴极上\ceCu2+得电子生成金属铜,C正确;活泼性\ceZn>\ceFe>\ceCu>\ceAg,阳极泥中不会有\ceZn、\ceFe,D错误。
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